TVS管在通信电路的防护应用

TVS管（Transient Voltage Suppressor），直译过来就是瞬态电压抑制器，在电磁兼容防护领域，对于浪涌、电快速脉冲群、静电等瞬间电压干扰，具有非常好的防护作用，是个电压防护器件。跟压敏电阻相比，TVS管反应速度快、可靠性高、使用寿命长，并且具有自恢复特性，因此特别适宜于在通信电路中，做电压防护。

在接触的早期项目中，曾经维护过一个带485/422通信电路的设备。起初并没有考虑到通信防护，导致通信部分的售后工作非常挠头，占据了售后的大部分人工和精力。特别是在南方地区，雷电灾害厉害，经常现场设备连续损坏，一场雷雨下来，损坏设备跟着雷电走，一个现场还没修好，下个又坏了。设备维修现场多次碰到被雷劈掉了一半的max485/489芯片。因此，到最后下决心全部在外设备进行整改，其中485/422通信部分，就采用了TVS管结合热敏电阻的防干扰方案。如下图 1所示：

图 1 485通信防护电路

在原有的电路接口前端，额外添加了一个如图 1所示的防护电路，前端通过压敏电阻和TVS管并联，接到设备金属机壳，将干扰信号旁路，同时中间串联L1L2差模电感和100Ω电阻，和后端的T1/T2两个共模扼流圈，此外电路通过6个2200pF安全电容接地进行滤波。图中的100Ω电阻也可以用热敏电阻代替。

图 2 PCB图

电路很简单，但是防护作用非常明显。设备全部整改完毕后，在现场的几千套设备，几乎再没发生过因为干扰损坏通信电路的问题。

其他设备的422通信部分，也采用了几乎同样的防护思路。

图 3 422防护

同样是串热敏电阻，并TVS管的解决思路，防护作用也非常明显。注意图中的6n137部分，得益于原来的的电路隔离做的还不错，所以多次通信电路损坏，并没有损坏cpu部分。

这也是做通信电路需要注意的另外一个关键点，隔离一定要彻底，不光是功能电路部分要隔离，电源也要隔离。只有这样，才能最大限度保证通信电路的可靠性，维护设备稳定运行。

经过此项目经历，对于设备的电磁兼容防护，初步有了一些自己的理解：能隔离的一定要隔离，实在隔离不了的就要吸收。隔离一定要彻底，吸收的接地一定要可靠。由于电磁兼容问题，往往牵涉到整个系统的设计，不光是软件、硬件电路，甚至包括了设备安装、外壳、材料、工艺等各个因素，因此任何一个环节考虑不周，都会影响到设备可靠性，

审核编辑：汤梓红